力的平移定理在塔设备设计中的应用

利用力的平移定理,将作用在塔底引出管法兰面上的管道外载荷转化到接管根部,以符合核算局部应力的要求;将安装垂直度超标的塔器重量载荷转化为垂直状态的重量载荷和偏心载荷,在操作工况和水压试验工况下,分别与风载荷、地震载荷组合,计算各危险截面最大弯矩。

力的平移定理在塔设备设计中的应用

塔设备,顾名思义是一种形似高塔的装置设备,常在石油、化工等工业生产领域被大量的使用。目前,石油化工等工业生产所必须的冷却、吸收、精馏、解析,以及增湿等操作工序,均由相关的塔设备来完成。因此,塔设备在相关的工业生产中起到了不可替代的作用。完整的塔设备是由多个部件组成的设备,其结构较为复杂,不同功能的塔设备有着不同的结构设计。由于工业生产过程中的不同需求,塔设备上通常会设计一定数量的管口。在设计塔设备管口时,为了确保塔设备管口的使用效果和使用安全性,通常会用到设计力学的相关知识。本文便主要介绍了力的平移定理,并重点分析了力的平移定理在塔设备的设计工作中应用情况。

压力容器弯头引出接管管道外荷载转化

压力容器除了承受介质内压外,在接管上还承受着由管道传递过来的外部载荷。由于接管和壳体连接结构的不连续,这些外部载荷通常在接管根部产生较高的局部应力,叠加在由内压产生的薄膜应力之上,影响着压力容器的安全。因此,设计时需要对这些外载荷进行核算。对于径向接管,可以根据力学模型直接确定载荷数据,但是对带有弯头的非径向接管,应通过力的平移定理将载荷转化,以保证力学模型中设计输入的准确性。

弯管内表面加工装置中圆弧导轨基座的结构设计

圆弧导轨基座是弯管内表面加工装置的主要承力部件,其结构和刚性决定着装置加工管道内表面时的尺寸和形状精度。考虑到圆弧导轨基座结构的特殊性以及所受的复杂空间外载荷力系,采用基于单纯扭转理论的曲线梁结构力学解法对圆弧导轨基座进行刚度设计,从而得出满足要求的基座截面尺寸与形状;针对其所受的复杂的空间外载荷力系使基座产生弯、扭、剪综合效应从而用理论公式难以校核的问题,利用力平移定理进行简化并建立装置的静力学模型,再用有限元软件Workbench进行极限外载荷工况下刚度与强度校核。经过静力学分析,用上述方法设计出的圆弧导轨基座在极限工况下的刚度与强度均符合要求。

教学过程中的“启发”

在教学过程中,我们总是力求采用“启发式”,什么是“启发”,怎样去”启发”,笔者就这个问题谈些想法。